建筑工程大體積混凝土澆筑施工技術淺析

文/韓開明，常嘉建設集團有限公司

1 大體積混凝土澆筑施工階段出現的裂縫問題分析

1.1 混凝土干縮裂縫問題分析

在具體澆筑施工中,干縮裂縫的出現是較為常見的病害之一,其主要原因是混凝土在澆筑中,由于內外水分蒸發不同步,導致的混凝土結構出現較為嚴重的變形不同步問題。由于變形不同步,在混凝土結構內部產生較大的干縮應力,當干縮應力超過混凝土的抗拉強度時,將出現干縮裂縫通常意義上說,外界濕度較低的情況下,混凝土出現干縮裂縫的可能性較高。本文研究對象地處我國福建省, 福建省全年相對濕度較高,因此,干縮裂縫在該地區出現的幾率較小,且病害程度也較輕微。

1.2 混凝土塑性變形收縮裂縫問題分析

所謂塑性裂縫就是指新澆筑的混凝土在尚未完全凝結前,還處于塑性變形狀態的收縮變形,其主要原因是由于混凝土表面水分蒸發引起的;由于水分不斷蒸發,導致混凝土體積不斷縮小,由于內部混凝土干縮與外層混凝土干縮無法同步, 在內部應力的作用下,導致混凝土結構外部出現較為明顯的塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫一般位于混凝土結構表面,其深度較小,在南方臺風季節出現時,其出現的概率成倍增加,其主要形態為中間寬、兩端細且長短不一、內部不連貫;裂縫長度一般介于30～40cm之間,寬度不超過5mm。在工程實踐中,對于預防收縮裂縫最顯著的方法就是在混凝土結構表面覆蓋潮濕的篷布或者不斷在混凝土表面噴水, 最大程度防止混凝土表面水分的蒸發,減少混凝土表面收縮裂縫的出現概率。

1.3 混凝土溫度裂縫問題分析

在現代建筑中,水泥材料作為混凝土中最為主要的材料被廣泛應用在建筑結構中,水泥在水化過程中會發出大量熱量,在拌合和澆筑階段由于水化熱無法充分釋放導致混凝土結構內部出現較多熱量無法快速釋放。長期的工程實踐說明, 一般的水泥在大體積混凝土結構澆筑中均會產生至少300k J/kg,而這些熱量足以讓隔絕狀態下的混凝土內部升溫至少30℃,加之南方炎熱季節的影響,由于混凝土自身溫度過高,在以上惡劣環境的耦合作用下,將導致混凝土內部核心溫度快速升至高點。由于混凝土材料的比熱容較小,在吸收相同熱量的前提下,其溫度變化顯著,尤其是內外溫差明顯時,混凝土溫度變形則不可忽略,當混凝土變形受到約束后,內部在約束條件的作用下,將產生無法忽略的應力,應力達到混凝土極限抗拉強度值時,溫度裂縫形成。

1.4 混凝土沉降裂縫問題分析

混凝土在基礎不均勻變形的影響下,將產生一定程度的不均勻沉降變形,由于基礎不均勻導致的縱向及橫向彎曲變形將在混凝土內部產生較大的應力,應力類型主要為拉應力和剪應力,上述應力無法抵消變形影響時,沉降裂縫順勢產生下。

2 針對混凝土澆筑裂縫問題制定的澆筑施工要點分析

2.1 合理設計和確定大體積混凝土的澆筑配合比

在盡可能保證大體積混凝土澆筑質量的工程實踐中,除了應該保證水泥材料的質量外,最為主要的就是合理控制和設計混凝土材料配合比,解決混凝土結構質量問題就是解決其優化配合比問題。在澆筑成型期間,對于大體積混凝土而言, 在制定相關配合比時,一般會遵循以下幾個基本原則,即:盡可能降低水泥等水化熱較高的材料的使用量,盡可能降低水的用量,控制水化反應規模,盡可能提高粗骨料的使用比例,保證材料的整體強度指標;必須始終堅持配合比動態調節基本意識,制定配合比要做到因地制宜。分析大量大體積混凝土澆筑案例中可以發現,澆筑中遇到的最主要問題就是水泥水化熱問題,因此,為了盡可能降低水化熱對混凝土澆筑的干擾和影響,應該合理控制和調配配合比,如選擇水化熱低的礦渣水泥;配置過程中摻入一定比例的粉煤灰等。此外,還能夠增加混凝土材料的和易性,減少水的用量,提升混凝土的強度。

2.2 關于大體積混凝土澆筑施工中的重點位置控制

通過分析我國目前的混凝土結構澆筑施工工程,針對大體積混凝土結構澆筑一般選用較為主流的方法,即:分層澆筑施工法和逐步推進澆筑法。需要注意的是, 上述兩種基本澆筑方法中,采用分層澆筑施工則更加常見,其具體的質量控制措施也更為完整和全面。在澆筑前,先對模板內進行分層,制定前期澆筑計劃,保證澆筑質量控制能力;在澆筑開始前,應該重視澆筑工作的連貫性,采用效率更高的澆筑工法, 保證澆筑工程能夠一次性完成,防止出現中途無故停頓的問題,將裂縫控制工作落實到澆筑實踐中。除此以外,需要格外注意的是,必須提前計算攤鋪厚度, 且應該保證攤鋪厚度均勻,不同攤鋪厚度應該對照不同的配合比, 在具體澆筑工程開始前,應該切實保證待泵送混凝土材料的和易性和均勻性,保證膠粘材料與骨料的充分混合。 在第一層混凝土澆筑完畢后,應該委派專人對澆筑質量進行核驗,滿足施工質量的前提下,方可進行第二層的澆筑工作;此外,在進行第二層澆筑階段,應該待第一層混凝土初凝前進行,不能等到初凝結束后再開始澆筑;各層間施工時間間隔應該合理控制,不宜過長,初凝時間為最低控制時間。

3 結語

隨著城市化進程的不斷深入和發展,混凝土結構應用范圍和領域還在不斷擴展,尤其是大體積混凝土在城市建設中的應用領域更加廣泛,因此,做好大體積混凝土結構的澆筑質量控制意義深遠。在具體的施工過程中,必須嚴格控制混凝土的澆筑質量,在施工中應該因地制宜,結合當地的氣候條件制定針對性的大體積混凝土澆筑及裂縫控制措施。